【博士】碳纤维布加固约束开洞砖墙抗震性能试验研究

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内容简介

　　2008年四川地震表明：在中国的城乡地区，砌体结构是地震中最易受损的结构形式。可以发现，砌体结构的破坏是财产损失和人员伤亡的主要原因之一。因此，研究砌体结构的抗震性能及发展实用有效的加固技术是迫切需要的。而先对已严重破坏墙片注结构胶然后粘贴碳纤维的抗震加固为地震中受损的结构提供了方法。目前的试验研究包括两个阶段：第一，对无损伤砌体进行了抗震性能的试验研究。共八片墙，其中包括四片开洞墙片和四片实墙(未开洞墙片)；在每一组里，有一片墙是没有约束的素墙，其它三片是有不同约束形式(构造柱)的墙片；文中设计了两种新型的构造柱；开洞墙与未开洞墙厚为240mm、长为3m、高为1．Sin；此阶段的目的是研究开洞和构造柱形式对砌体墙广义性能的影响，有两方面对比；　　一、研究开洞对约束砌体墙抗震性能的影响；二、每一组的构造柱形式对砌体墙抗震性能的影响。第二阶段研究对比了砌体开洞墙片原墙与加固后墙(先注结构胶后粘贴碳纤维)的抗震性能。采用此方法的动机是：对于砌体结构，先注结构胶后粘贴碳纤维是否是个有效的加固技术。因此，对四片已严重破坏的砌体墙做了碳纤维加固。其中有两个考虑因素：注结构胶和粘贴碳纤维。采用了两片墙注结构胶，两片未采用注结构胶；每组都采用了两种碳纤维的粘贴方式(注结构效组和没注结构胶组)。　　本文对试验装置和试验结果做了详细描述，加固前和加固后的轴压力都是均布荷载，先采用荷载后采用位移控制，当荷载为极限荷载的85％时认为试件破坏。研究了加固前与加固后的抗震性能，其评价指标是：破坏机理、水平力一顶部位移滞回曲线、延性系数、侧向刚度、能量消耗和碳纤维对墙的作用大小。试验结果表明开洞改变了无约束素墙早期抗剪性能，也减少了最终的抗剪强度和塑性耗能能力；传统构造柱增强墙片的抗震性能比较明显，包括抗震承载力和延性；芯柱对墙体的变形能力和能量消耗方面的贡献也较突出；有新型预制节　　构造柱的墙片也有较好的抗剪能力和变形能力，这新型预制节构造柱对墙体的帮助满足了包括裂缝，破坏模式，滞回曲线，延性，刚度和能量消耗，这使预制节构造柱在约束砌体结构中具有可行性。通过先采用注结构胶后粘贴碳纤维的方法加固已严重破坏砌体的墙，其抗剪　　承载力得到充分的回复，甚至超过加固前的25％，碳纤维布有效地使加固后墙体的刚度得到恢复，并增强了加载后期的刚度；尽管顶点水平位移的显著增加和裂缝宽度的明显减少，但此方法减少了试件的延性系数，降低了试件在延性系数层面上的安全性；仅粘贴碳纤维能提供90％的抗剪承载力和延性(试件延性系数)，对于砌体墙片提供了伪延性性能；采用不同的碳纤维粘贴方法对开洞墙水平抗剪承载力影响不大，方案l(包括水平和竖向的碳纤维条带)对已严重破坏砌体墙的延性和水平位移的回复较方案2(包括水平、竖向和交叉)更为有效。　　　　

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